《化工分离工程实验》为化工分离工程及相关课程的实验教材,强调培养学生实验研究的多种能力和素质,增强创新意识。
《化工分离工程实验》内容包括绪论、物理分离过程基础实验、化学分离过程基础实验、分离工程实验、附录。
《化工分离工程实验》着重介绍了化工单元操作实验、化学反应工程实验、化工分离工程实验,还介绍了实验室安全知识及基本操作技能。编写中力求概念清晰,层次分明,叙述简洁、易懂,便于自学。
《化工分离工程实验》可作为高等学校化学工程与工艺及相关专业本科生的化工实验教材,也可作为化学工程、化学工艺专业硕士研究生实验教材,还可以作为化工、石油、纺织、食品、环境、医药等领域从事科研、生产的技术人员的参考书。
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化工分离工程实验是化工类及相关专业的专业基础课,是培养学生的工程观念和工程实践能力的重要实践性课程。要培养具备坚实的理论基础、出色的科学实验能力和创新精神的适应当今经济、科技和社会发展需要的人才,实验教学是一个重要环节。工程实验课在培养高科技人才的基本素质和能力方面具有其他基础课程无法替代的重要作用。因此,如何通过工程实验课培养学生的工程观念,训练实践能力,提高动手能力和分析、解决工程实际问题能力是本书编写的目标和方向。为此,本书在内容的编排、取材上遵循以下原则:
(1)传递过程是化学工程的重要内容之一,它的许多实验技术如传热、吸收、精馏、萃取和干燥等在化学学科和其他相关学科的基础研究及应用、开发研究中应用广泛,因此这些实验内容在本书中占有较大的篇幅。
(2)近年来,化学工程学科的发展日新月异,新技术层出不穷,这些新技术对于培养化学和与化学相关学科的创新人才具有重要的意义。本书选编了部分化工新技术实验,如化工流体力学综合实验、反应精馏、萃取精馏、离子交换、膜分离、变压吸附、超临界流体萃取等,以拓宽学生的实验技术知识面。
(3)对于化学反应工程,除了传统的停留时间分布实验外,为了提高学生从事科学研究的动手能力,增加了一些综合实验,如合成氨动力学参数测定、液相催化空气氧化实验等。这些实验也可以包含催化剂制备和表征、化学反应、产物的定性和定量分析、收率和选择性评价以及建立动力学实验方程等内容,以开放型实验或研究型实验的形式开设。
(4)化工分离实验与其他化学实验的不同在于实验的工程性。某一实验的操作方法因装置的生产厂家或设计时选定的实验对象不同而异,但是实验原理和设计思路是一致的。对于这一类实验,尽可能包含几种常用的实验装置,既使本书具有较好的通用性,又有利于开拓学生进行实验设计的思路。
(5)化工分离实验是一门工程技术实践课程。本书结合实验原理和实验装置示意图,给出实验操作要点,以便学生通过预习,拟订实验方案、实验步骤和实验数据记录表格,培养和提高学生的实验设计能力和创新能力。
本书由杨世芳主编,曾嵘、龙华丽、周艳、祝媛媛参加编写,王应席教授主审。管蓉、鲁德平教授及王治国、刘建文、黎明、王飞翼老师对本书的编写提出了许多宝贵意见,在此表示衷心的感谢。
由于编者水平所限,书中很多内容是编者的经验和见解,难免有不妥之处,衷心希望读者批评指正,使本书日臻完善。
目录
前言
绪论 1
第一章 物理分离过程基础实验 7
实验一 流体机械能转换实验 7
实验二 单相流动阻力的测定 10
实验三 流量计标定实验 15
实验四 离心泵特性曲线的测定 20
实验五 过滤实验 27
实验六 传热实验 34
实验七 填料吸收塔实验 43
实验八 干燥实验 50
实验九 精馏实验 58
实验十 往复振动筛板塔的液-液萃取实验 63
实验十一 化工流动过程综合实验 69
第二章 化学分离过程基础实验 81
实验十二 内循环反应器的无梯度检验 81
实验十三 内循环反应器测定氨合成动力学参数 87
实验十四 电化学合成实验 96
实验十五 连续搅拌釜式反应器液相反应的动力学参数测定 100
实验十六 乙醛氧化法制乙酸 106
实验十七 催化反应精馏法制甲缩醛 110
实验十八 计算机控制多釜串并联返混实验 113
实验十九 醇酸树脂的合成和醇酸清漆的配制 118
实验二十 乙醇脱水制乙烯反应动力学参数测定 121
实验二十一 液相催化空气氧化甲苯合成苯甲酸 126
第三章 分离工程实验 133
实验二十二 液-液萃取分离煤油-苯甲酸混合液 133
实验二十三 二氧化碳吸收与解吸实验 139
实验二十四 非均相物系分离(过滤实验) 144
实验二十五 连续精馏计算机数据采集和过程控制实验 149
实验二十六 多功能膜分离实验 158
实验二十七 萃取精馏实验 161
实验二十八 反应精馏实验 167
实验二十九 离子交换软化实验 172
实验三十 超临界流体萃取实验 176
实验三十一 碳分子筛变压吸附提纯氮气 182
参考文献 189
附录 190
附录1 实验室安全与环保 190
附录2 实验室基本操作技能 198
附录3 有关仪器使用说明 215